【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超短脉冲光纤激光在光谱学的应用，具体涉及全光纤类噪声超短脉冲腔外干涉产生光谱周期性调制的技术方法及过程。
技术介绍
1、自1960年梅曼提出激光概念以来，激光武器、激光手术刀、激光刻写加工等产品逐步走进人们的生产和生活，影响着科研和经济的各个领域。随着科学技术的发展和实际应用需求，对激光光场特性的要求也不断增加。尤其对激光光场振幅、相位、偏振等特征参量的可控调控以实现特殊结构的光场变得尤为重要。这些新型结构的光场将带动成像、感知以及探测等技术的发展，促进量子信息、生物化学以及材料加工等学科研究的进步。因此光场调控技术已成为当今光学领域内一个重要的研究方向。在光场调控中光谱调制是光通信领域重要的技术方法。光谱调制主要是改变光信号的频率、相位或强度来传输信息的技术。光谱调制技术主要有三种：直接调制、间接调制和全光调制。其中全光调制因其响应速度快、功耗低、频带宽等优点而被广泛应用于高速光通信系统、光网络交换等领域，近年来已成为光通信领域的研究热点。另一方面，超短脉冲激光的发展对科学的进步产生了重大的影响，它使直接观察自然界中一些超快过程成为可能。例如利用飞秒脉冲的空间光谱干涉技术探索气体分子的非线性响应过程，利用超短脉冲激光频率梳的超精细光谱探测光的量子特性。而全光纤超短脉冲技术因其成本低、易调节、环境适用性强等优点而被广泛应用于激光通信、定位测距等领域。到目前为止，尚未有人研究利用全光纤超短脉冲技术实现光谱调制的技术或方法。
技术实现思路
1、为了填补这项空白，本专利技术
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包含全光纤类噪声脉冲种子源和全光纤腔外迈克尔逊干涉仪两部分：首先在全光纤脉冲种子源里利用非线性偏振旋转技术产生皮秒级类噪声脉冲；其次将类噪声脉冲注入到全光纤腔外迈克尔逊干涉仪内干涉，获得脉冲干涉产生的被周期性调制的光谱，光谱调制周期在纳米级可控。
3、设计方案中的所有器件均通过ofs980单模光纤相连，种子源和干涉仪之间通过光纤陶瓷头和法兰盘相连。
4、基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法，包括以下步骤：
5、步骤一、用两台976 nm单模光纤泵浦、两个波分复用器、一段单模掺铒增益光纤、两个偏振控制器、一个偏振相关隔离器、一个单模光纤耦合输出器相连组成一个环形谐振腔的类噪声脉冲种子源，获得的类噪声脉冲单脉冲能量在纳焦量级，脉冲宽度在十皮秒量级；
6、步骤二、将步骤一中得到的类噪声脉冲注入到腔外迈克尔逊干涉仪中，该干涉仪包含两个等比例光纤分束器和一个光纤延迟线，两个等比例光纤分束器的分束端两两相连，组成迈克尔逊干涉仪的两个臂，将光纤延迟线加入到其中一臂上，干涉仪输出相互干涉的两个脉冲，其光谱被周期性调制。
7、所述步骤一中光纤耦合输出器的输出比例设定为10%，增益光纤的长度在15~25 m之间，增益系数设定为6 db/m，输出类噪声脉冲的光谱中心波长在1550~1590 nm之间，光谱宽度在50~70 nm之间，脉冲宽度在7~15 ps之间。
8、所述步骤二中所提到干涉仪两臂长度差小于3 mm，光纤延迟线的工作调整范围为0~100 ps，输出光谱的调制周期范围为0.1~5 nm。迈克尔逊两光纤臂总延迟差δt与光谱调制周期δλ在误差可接受范围内满足光的干涉计算公式：，其中λ为光谱的中心波长，c为光在真空中的传播速度。误差可接受范围设定为10%。可通过控制光纤延迟线的延迟量从而控制光谱调制周期δλ。
9、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果，全光纤器件代替了准直器、聚焦透镜、相位掩模板、衍射光栅等需要空间结构光耦合的器件，实现了全光纤无缝连接，节省了空间，提高了系统集成度，降低了系统成本，而且光纤结构调节简单易行，进而可以根据实际需求做参数调整，提高系统的应用能力。
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1.基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法，其特征在于，全部器件通过光纤熔接或光纤陶瓷头借助法兰盘连接，没有空间光结构，结构精巧、易操作。
2. 根据权利要求1所述全光纤连接结构，所有光纤为单模光纤，系统模场尺寸不变，光纤熔接或陶瓷头借助法兰盘连接损耗小，在0.01 dB以下。
3.基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法包括以下步骤：
4. 根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤一中单模光纤耦合输出器的输出比例设定为10%，单模掺铒增益光纤的长度在15~25 m之间，增益系数设定为6 dB/m。
5. 根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤一中输出的类噪声脉冲光谱中心波长在1550~1590 nm之间，光谱宽度在50~70 nm之间，脉冲宽度在7~15 ps之间。
6.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤二中所用到干涉仪两臂长度差小于3 mm，光纤延迟线的工作调整范围为0~100 ps，输出光谱的调制周期范围为0.1~5nm。
7.根据权利要求3所
8. 根据权利要求3所述的基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法，其特征在于， 976 nm单模光纤泵浦（1）、976 nm单模光纤泵浦（1）附带 ofs980单模光纤（2）、并通过光纤熔融相连1550/980 nm 单模波分复用器 （3）、1550/980 nm 单模波分复用器 （3）通过光纤熔融连接单模掺铒增益光纤（4）、单模掺铒增益光纤（4）通过光纤熔融连接光纤耦合分束器（5）、光纤耦合分束器（5）的大比例输出端光纤嵌入到偏振控制器（6）里、并通过光纤熔融连接偏振相关隔离器（7）输入端、偏振相关隔离器（7）输出端嵌入到偏振控制器（6）里、并通过光纤熔融连接1550/980 nm 单模波分复用器 （3）、光纤耦合分束器（5）的小比例输出端附带光纤陶瓷头（8）、其通过法兰盘（9）与等比例光纤分束器（10）附带的光纤陶瓷头（8）相连、等比例光纤分束器（10）通过光纤熔融分别连接等比例光纤分束器（10）和光纤延迟线（11）、光纤延迟线（11）通过光纤熔融连接等比例光纤分束器（10）、等比例光纤分束器（10）附带光纤陶瓷头（8）。
...【技术特征摘要】
1.基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法，其特征在于，全部器件通过光纤熔接或光纤陶瓷头借助法兰盘连接，没有空间光结构，结构精巧、易操作。
2. 根据权利要求1所述全光纤连接结构，所有光纤为单模光纤，系统模场尺寸不变，光纤熔接或陶瓷头借助法兰盘连接损耗小，在0.01 db以下。
3.基于全光纤类噪声超短脉冲技术实现光谱可控调制的方法包括以下步骤：
4. 根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤一中单模光纤耦合输出器的输出比例设定为10%，单模掺铒增益光纤的长度在15~25 m之间，增益系数设定为6 db/m。
5. 根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤一中输出的类噪声脉冲光谱中心波长在1550~1590 nm之间，光谱宽度在50~70 nm之间，脉冲宽度在7~15 ps之间。
6.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，所述步骤二中所用到干涉仪两臂长度差小于3 mm，光纤延迟线的工作调整范围为0~100 ps，输出光谱的调制周期范围为0.1~5nm。
7.根据权利要求3所述的实验方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：段利娜，柳潘迪，戴可漂，和刘哲，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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